细胞凋亡的死亡受体途径PPT.ppt
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细胞凋亡PPT教学课件
DNA电泳结果 凋亡细胞DNA链断裂示意图
三、细胞凋亡的调控
• （一）细胞凋亡相关因素：
• 1、诱导性因素：启动预定程序的因素。
• （1）激素和生长因子失衡：
•
激素和生长因子是细胞正常生长必不可少的因素，两者失
衡可启动凋亡。如应激时糖皮质激素增加可启动淋巴细胞凋亡。
• （2）理化因素：
•
放射线、高温、强酸、强碱、乙醇、抗癌药、氧自由基等。
B．Ni(OH)2
C．Cd
D．NiO(OH)
2、判断下列原电池中的正负极:
A
B
C
D
方法归纳：
原电池正负极判断方法：
1、根据两极材料判断 2、根据电子或电流的方向判断 3、根据电解质溶液离子的定向流动方向判断 4、根据原电池两极的反应来判断 5、根据现象判断
考查二： 电极反应方程式的书写
(07宁夏高考)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池， 两电极间连接一个电流计。
•
受损、突变、衰老的细胞以及针对自身抗原的细
胞、癌前病变细胞等大多通过细胞凋亡清除。
•
3、防御功能：
•
被病毒感染的细胞通过细胞凋亡、DNA降解，阻止
病毒复制。
二、细胞凋亡过程与调控
• （一）细胞凋亡过程： • 1、凋亡信号转导、凋亡基因的激活、细胞
凋亡的执行、凋亡细胞的清除： • 细胞内外因素通过受体、第二信使（cAMP、
回归课本：
阅读选修《化学反应原理》P12页 以铜锌原电池为例复习归纳原电池原理
真题巩固：
（07全国II理综）在盛有稀H2SO4的烧杯中放 入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确 的是 D
A．正极附近的SO42—离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出
《细胞凋亡信号通路》课件
细胞增殖与细胞凋亡的平衡
研究细胞凋亡与细胞增殖之间的平衡关系，理解其在组织发育和肿瘤形成中的作用。
细胞凋亡与自噬的相互作用
探索细胞凋亡与自噬之间的相互影响，揭示其在维持细胞稳态和疾病发展中的作用。
细胞凋亡与细胞信号转导通路的关系
解析细胞凋亡与其他信号转导通路之间的联系和相互作用，为药物研发提供新的靶点。
01
02
03
肿瘤细胞通过抑制细胞凋亡信号通路，逃逸机体免疫监视，实现恶性增殖。
细胞凋亡信号通路的异常与肿瘤的发生、发展密切相关，为肿瘤的诊断和治疗提供了新的思路。
针对肿瘤细胞中细胞凋亡信号通路的异常，开发新型抗肿瘤药物和治疗策略，具有重要的临床意义。
神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等，其发病机制与细胞凋亡信号通路的异常密切相关。
神经元细胞的凋亡是神经退行性疾病发生发展的重要病理过程，对神经元细胞的保护和凋亡的抑制是治疗神经退行性疾病的重要方向。
研究细胞凋亡信号通路在神经退行性疾病中的作用，有助于深入理解疾病的发病机制，为治疗提供新的思路和方法。
心肌细胞的凋亡可以导致心肌功能减退、心室重构等病理改变，进一步加重心血管疾病的发展。
细胞凋亡的调控机制
CATALOGUE
03
基因突变与细胞凋亡
基因突变可以影响细胞凋亡的敏感性，一些基因的突变可以促进或抑制凋亡过程。
基因组稳定性与细胞凋亡
基因组的稳定性对于细胞的生存和凋亡具有重要意义，某些基因与维持基因组稳定性相关，从而影响细胞凋亡。
基因表达调控
基因表达的改变是细胞凋亡的重要调控方式之一，某些基因在凋亡过程中被激活或抑制，从而影响细胞命运。
线粒体通路概述：线粒体通路是一种由线粒体释放的凋亡相关分子介导的凋亡信号转导通路。当细胞受到某些刺激时，线粒体会释放出凋亡相关分子，如细胞色素C和Smac等，这些分子会进一步激活下游的caspase级联反应，导致细胞凋亡。
细胞凋亡的死亡受体途径PPT.ppt
（1）Fas和FasL 是细胞表面转膜蛋白，由胞浆的C 末端区、跨膜区、胞膜外的N 末端区三部分组成。 Fas胞内区含有死亡结构域DD，在传递凋亡信号中发 挥关键性作用。
（2） FasL 是Fas 的配体，膜结合型的FasL( mFasL) 可被金属蛋白酶介导的蛋白水解作用产生可溶性的 FasL ( sFasL) ，而三聚化的sFasL 才具有功能。
途径是一条主要的细胞凋亡调控途径。 （1）细胞表面的死亡受体在细胞凋亡过程中发
挥重要作用,它们通过结合特定的死亡配体而诱导 细胞凋亡。这些死亡受体在与配体结合后的几秒 钟之内,可激活效应分子天冬蛋白酶( caspase),并 在几小时之内诱导凋亡发生。
（2）死亡受体家族的发现与肿瘤的治疗密切相关， 人们注意到某些肿瘤患者在受到细菌急性感染时肿瘤 会自然消退。人们从细菌中分离到一种使肿瘤消退的 毒素，即细菌内毒素( endotoxin) 。用这种内毒素处 理过的小鼠血液含有诱导肿瘤坏死的因子，不久揭开 了对TNF 受体膜蛋白超家族的研究。死亡受体均属于 肿瘤坏死因子受体( TNFＲ) 超家族的成员。
Figure 2: Graphic illustration showing the organization of mammalian initiator proteases (procaspases)having either CARD (e. g. caspase-2 and 3) or two DEDs (e. g. caspase8) associated with long prodomain. The proteolytic cleavage (shown by arrow) takes place at specific sites during the production of the active enzyme. The active site of a caspase is determined by the four loops (L14).Monomer form of caspases are generally formed by two subunits, i. e., a large (~17-21 kDa) and a small (~10-13k Da) subunit.
（2） FasL 是Fas 的配体，膜结合型的FasL( mFasL) 可被金属蛋白酶介导的蛋白水解作用产生可溶性的 FasL ( sFasL) ，而三聚化的sFasL 才具有功能。
途径是一条主要的细胞凋亡调控途径。 （1）细胞表面的死亡受体在细胞凋亡过程中发
挥重要作用,它们通过结合特定的死亡配体而诱导 细胞凋亡。这些死亡受体在与配体结合后的几秒 钟之内,可激活效应分子天冬蛋白酶( caspase),并 在几小时之内诱导凋亡发生。
（2）死亡受体家族的发现与肿瘤的治疗密切相关， 人们注意到某些肿瘤患者在受到细菌急性感染时肿瘤 会自然消退。人们从细菌中分离到一种使肿瘤消退的 毒素，即细菌内毒素( endotoxin) 。用这种内毒素处 理过的小鼠血液含有诱导肿瘤坏死的因子，不久揭开 了对TNF 受体膜蛋白超家族的研究。死亡受体均属于 肿瘤坏死因子受体( TNFＲ) 超家族的成员。
Figure 2: Graphic illustration showing the organization of mammalian initiator proteases (procaspases)having either CARD (e. g. caspase-2 and 3) or two DEDs (e. g. caspase8) associated with long prodomain. The proteolytic cleavage (shown by arrow) takes place at specific sites during the production of the active enzyme. The active site of a caspase is determined by the four loops (L14).Monomer form of caspases are generally formed by two subunits, i. e., a large (~17-21 kDa) and a small (~10-13k Da) subunit.
《细胞凋亡》幻灯片PPT
细胞坏死
apoptosis 概述
一般过程：因补体反响或烈性病毒感染破坏了质 膜，或者能量依赖性离子泵被破坏产生的钠钾等 离子沿着各自的浓度梯度进入细胞，从而导致细 胞吸水膨胀，最终破膜而死。
特征：线粒体膨胀，细胞骨架降解，溶酶体释放酶， 细胞核内染色质沉淀靠近核膜边，蛋白质合成下降， 由于膜破裂，出现炎症反响。
移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。
3〕激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。
4〕Ca 2+在ATP的配合下使DNA舒展，暴露出核小体之 间的连接区内的酶切位点。
apoptosis
〔二〕细胞凋亡信号的转导
多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统
偶联性：死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过 程中的信号转导系统在某些环节上有穿插、偶联。
apoptosis 概述
凋亡的病理意义
•器官功能障碍 •恶性肿瘤发生
apoptosis
细胞凋亡过程的三个阶段
• 诱导期 • 效应期 • 降解期
apoptosis
凋亡
诱导 +受体 因素
cAMP
死
Ca2+
亡
神经酰胺
信
〔第二信使〕 号
诱导期
Dnase激活 Caspases激活
降解期
凋亡相关基因激活
效应期 巨噬细胞吞噬 分解凋亡细胞
分布：造血细胞，上皮细胞，淋巴细胞等多 种瘤细胞
抗凋亡机制： •直接抗氧化 •抑制线粒体释放促凋亡蛋白质 •抑制凋亡调节蛋白对细胞的毒作用 •抑制凋亡蛋白酶的激活
P53基因
wtP53
修复受损的DNA，如修复失败那么诱导细胞
凋亡
射线，毒素
细胞生物学之细胞凋亡及其调控的分子机制课件-PPT
指细胞表面存在的一类能结合凋亡剌激分子， 并将信号传递至胞内引起细胞凋亡的受体。
属肿瘤坏死因子受体（TNF）超家族； 包括1~6个富Cys结构域组成的保守的胞外区，
和一个由60~80aa组成的“死亡结构域” (death domain, DD)； DD将受体信号与胞内凋亡机制相偶联； 分类：CD95(Fas/Apol), TNFR1,TNFR2, DR3(Apol3/Esl1)等近十种。
GSH耗竭、ROS产生等，并形成恶习性循环。 MPT的这种自我放大效应，很可能是一种细胞死亡
“全或无”的开关。
线粒体释放的凋亡诱导分子
在多种诱导因子（如Bax过表达、UV照射）作 用下， MPT开放和外膜破坏；
线粒体释放多种凋亡相关分子，如CytC、 Smac、Endo G等
细胞色素C：
伤与修复，能抑制凋亡， 能被caspase-3灭活。
其他酶类：
丝氨酸蛋白酶（如粒酶B）、calpain、NOS等
二、细胞凋亡的信号传递途径
细胞凋亡的影响信号分为2类：
一类为凋亡的负调控信号（抑制凋亡）； 另类为凋亡的正调控信号（诱导凋亡）
细胞凋亡信号转导通路的特点：
同一性：各种因素引起的凋亡的形态与生化改 变均相同。
1. 细胞核的变化
核内染色质凝聚、形成染色质块，并聚集于核的边 缘呈多种形状排列，然后逐步分裂为碎片（核碎片 形成）。
2. 细胞质的变化
(1) 胞质脱水浓缩，体积减少约30% (2 ) 细胞器的变化: A.线粒体早期体积增大，嵴增多
晚期成空泡状, B失去微绒毛、细胞突起及细胞表 面皱褶，膜电位下降，膜 流动性下降；C. 内质网 腔扩大；D. 细胞骨架变得致密和紊乱。
3. 凋亡小体的形成
属肿瘤坏死因子受体（TNF）超家族； 包括1~6个富Cys结构域组成的保守的胞外区，
和一个由60~80aa组成的“死亡结构域” (death domain, DD)； DD将受体信号与胞内凋亡机制相偶联； 分类：CD95(Fas/Apol), TNFR1,TNFR2, DR3(Apol3/Esl1)等近十种。
GSH耗竭、ROS产生等，并形成恶习性循环。 MPT的这种自我放大效应，很可能是一种细胞死亡
“全或无”的开关。
线粒体释放的凋亡诱导分子
在多种诱导因子（如Bax过表达、UV照射）作 用下， MPT开放和外膜破坏；
线粒体释放多种凋亡相关分子，如CytC、 Smac、Endo G等
细胞色素C：
伤与修复，能抑制凋亡， 能被caspase-3灭活。
其他酶类：
丝氨酸蛋白酶（如粒酶B）、calpain、NOS等
二、细胞凋亡的信号传递途径
细胞凋亡的影响信号分为2类：
一类为凋亡的负调控信号（抑制凋亡）； 另类为凋亡的正调控信号（诱导凋亡）
细胞凋亡信号转导通路的特点：
同一性：各种因素引起的凋亡的形态与生化改 变均相同。
1. 细胞核的变化
核内染色质凝聚、形成染色质块，并聚集于核的边 缘呈多种形状排列，然后逐步分裂为碎片（核碎片 形成）。
2. 细胞质的变化
(1) 胞质脱水浓缩，体积减少约30% (2 ) 细胞器的变化: A.线粒体早期体积增大，嵴增多
晚期成空泡状, B失去微绒毛、细胞突起及细胞表 面皱褶，膜电位下降，膜 流动性下降；C. 内质网 腔扩大；D. 细胞骨架变得致密和紊乱。
3. 凋亡小体的形成
细胞凋亡的机理PPT课件
24
凋亡相对不足
肿瘤、自身免疫性疾病、 病毒感染等
-
25
（三）凋亡与疾病
细胞凋亡与疾病的关系—— 该“死”的细胞不 死，不该“死”的细胞却死了，也就是说无论凋 亡过度或凋亡不足都可以导致疾病的发生。 • 细胞凋亡不足：肿瘤，自身免疫病， • 细胞凋亡过度：心肌缺血，心力衰竭，神经元退 行性疾病，病毒感染 • 不足与过度并存：动脉粥样硬化
凋亡相关 基因激活
死亡信号
信 号 转 导
Dnase激活
细胞核
Caspases激活
凋亡过- 程Ⅰ
2
Caspases激活 DNase激活
凋亡执行
apoptosis 凋亡过程与调控
凋亡细胞的 清除
凋亡过程Ⅱ
-
3
• 线虫Caenorhabditis elegans是研究个体发育和细胞 程序性死亡的理想材料（生命周期短，细胞数量少）。
丧失监视DNA损伤的功能
-
14
4．myc
• 在许多人类恶性肿瘤细胞中都发现有cmyc的过度表达，它能促进细胞增殖、抑 制分化。 在凋亡细胞中c-myc也是高表达， 作为转录调控因子，一方面它能激活那些 控制细胞增殖的基因，另一方面也激活促 进细胞凋亡的基因，给细胞两种选择：增 殖或凋亡。当生长因子存在、Bcl-2基因表 达时，促进细胞增殖，反之细胞凋亡。
的发生中起重要作用
表现为
线粒体内膜通透性↑
线粒体内膜的跨膜电位Δψm↓
能量合成水平↓
线粒体功能和结构破坏引起细胞凋亡的可能机制：
凋亡诱导因素作用于细胞后
线粒体内膜跨膜电位（Δψm）下降， 线粒体内外膜 之间的通透性转换孔PTP开放；
使细胞凋亡启动因子（Cyt.C）,凋亡蛋白酶激活因子
凋亡相对不足
肿瘤、自身免疫性疾病、 病毒感染等
-
25
（三）凋亡与疾病
细胞凋亡与疾病的关系—— 该“死”的细胞不 死，不该“死”的细胞却死了，也就是说无论凋 亡过度或凋亡不足都可以导致疾病的发生。 • 细胞凋亡不足：肿瘤，自身免疫病， • 细胞凋亡过度：心肌缺血，心力衰竭，神经元退 行性疾病，病毒感染 • 不足与过度并存：动脉粥样硬化
凋亡相关 基因激活
死亡信号
信 号 转 导
Dnase激活
细胞核
Caspases激活
凋亡过- 程Ⅰ
2
Caspases激活 DNase激活
凋亡执行
apoptosis 凋亡过程与调控
凋亡细胞的 清除
凋亡过程Ⅱ
-
3
• 线虫Caenorhabditis elegans是研究个体发育和细胞 程序性死亡的理想材料（生命周期短，细胞数量少）。
丧失监视DNA损伤的功能
-
14
4．myc
• 在许多人类恶性肿瘤细胞中都发现有cmyc的过度表达，它能促进细胞增殖、抑 制分化。 在凋亡细胞中c-myc也是高表达， 作为转录调控因子，一方面它能激活那些 控制细胞增殖的基因，另一方面也激活促 进细胞凋亡的基因，给细胞两种选择：增 殖或凋亡。当生长因子存在、Bcl-2基因表 达时，促进细胞增殖，反之细胞凋亡。
的发生中起重要作用
表现为
线粒体内膜通透性↑
线粒体内膜的跨膜电位Δψm↓
能量合成水平↓
线粒体功能和结构破坏引起细胞凋亡的可能机制：
凋亡诱导因素作用于细胞后
线粒体内膜跨膜电位（Δψm）下降， 线粒体内外膜 之间的通透性转换孔PTP开放；
使细胞凋亡启动因子（Cyt.C）,凋亡蛋白酶激活因子
介导细胞凋亡的信号通路ppt课件
激活caspases
诱导细胞凋亡的发生 如染色质浓缩和核碎裂
14
细胞凋亡的两条通路：膜受体通路、线粒体通路 15
3. P53与细胞凋亡（肿瘤抑制基因）
P53的产物主要存在于细胞核内，在依赖P53蛋 白的细胞凋亡中，P53基因是通过调节Bc1-2和 Bax基因的表达来影响细胞凋亡的。P53蛋白能 特异地抑制Bc1-2的表达，相反对Bax的表达则 有明显的促进作用。研究表明，P53蛋白是Bax 基因的直接的转录活化因子。在这些细胞中， P53蛋白的积累和活动引起了细胞凋亡。
• 参与死亡受体信号转导的接头蛋白： （死亡结构 域蛋白death domain protein）
• TRADD：TNF受体相关死亡结构域蛋白 • TNF+TNFRI（死亡结构域）+ TRADD—细胞凋
亡
• FADD：Fas相关死亡结构域蛋白 • FasL+Fas （死亡结构域） +FADD —细胞凋亡 • RIP：受体相互作用蛋白 • CRADD：含有死亡结构域的caspase和RIP接头
典型凋亡细胞DNA琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带7 ）
三、细胞凋亡的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程及机制
• 接受凋亡信号
• 凋亡调控分子间的相互作用
• 蛋白水解酶（caspases）的活化
• 凋亡的级联反应
8
重点：介导细胞凋亡的信号通路机制
受体介导的细胞凋亡途径
信号通路 （哺乳动物）
传统信号介导
线粒体介导 其他介导途径
线粒体在细胞凋亡中发挥着主开关的作用,被形象 地称为细胞凋亡的“燃烧室”，也是细胞凋亡的 又一“战场”。
第一讲： 介导细胞凋亡的
信号通路
1
病理生理学凋亡ppt课件
即：c-myc基因上调+有生长因子支持→细胞增殖 c-myc基因上调+无生长因子支持→细胞凋亡
第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用
产生：
神经鞘磷脂酶
神经鞘磷脂
神经酰胺
诱导因素： TNF-α 、Fas、CD28、细胞因子(IL-1)、激素、 免疫分子、HSP、抗癌药、活性氧、离子射线等
作用： 1. 神经酰胺激活的蛋白激酶 2. 神经酰胺激活的蛋白磷酸脂酶 3. 调整PKC家族 4. 激活应激活化的蛋白激酶 5. 激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)
细胞凋亡过程及机制模式图
三、凋亡转归
单核细胞衍生的巨噬细胞 吞噬凋亡小体
2、自身免疫性疾病： 核纤层蛋白Lamin在核内的 结构和位置
3、再性障碍性贫血
Bcl-2
2.
Apoptosis
CAD: Caspase Activated DNase Caspases 与Calpain 作用底物的异同 凋亡相关基因及其表达的蛋白
Caspas 8 Caspas 9
Caspas 3 Cleavage of many death substrates
p53
Nucleus
Degradation of DNA
二、发生机制 (四)凋亡相关基因
凋亡相关基因及其表达的蛋白
1、抑制凋亡基因：Bcl-2 2、促进凋亡基因：p53，Bak，Bid，Bik 3、双向调控基因：c-myc，Bcl-X
FasL Fas
DD FADD DISC Caspase
细胞凋亡的线粒体途径 两个发现 活性氧 NO 缺血、缺氧 Ca2+
PTP
Apaf-1
Bcl-XL
第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用
产生：
神经鞘磷脂酶
神经鞘磷脂
神经酰胺
诱导因素： TNF-α 、Fas、CD28、细胞因子(IL-1)、激素、 免疫分子、HSP、抗癌药、活性氧、离子射线等
作用： 1. 神经酰胺激活的蛋白激酶 2. 神经酰胺激活的蛋白磷酸脂酶 3. 调整PKC家族 4. 激活应激活化的蛋白激酶 5. 激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)
细胞凋亡过程及机制模式图
三、凋亡转归
单核细胞衍生的巨噬细胞 吞噬凋亡小体
2、自身免疫性疾病： 核纤层蛋白Lamin在核内的 结构和位置
3、再性障碍性贫血
Bcl-2
2.
Apoptosis
CAD: Caspase Activated DNase Caspases 与Calpain 作用底物的异同 凋亡相关基因及其表达的蛋白
Caspas 8 Caspas 9
Caspas 3 Cleavage of many death substrates
p53
Nucleus
Degradation of DNA
二、发生机制 (四)凋亡相关基因
凋亡相关基因及其表达的蛋白
1、抑制凋亡基因：Bcl-2 2、促进凋亡基因：p53，Bak，Bid，Bik 3、双向调控基因：c-myc，Bcl-X
FasL Fas
DD FADD DISC Caspase
细胞凋亡的线粒体途径 两个发现 活性氧 NO 缺血、缺氧 Ca2+
PTP
Apaf-1
Bcl-XL
细胞凋亡疾病讲座培训课件
– HIV感染导致CD4+T淋巴细胞发生凋亡
细胞凋亡疾病讲座
44
• 心肌缺血与缺血-再灌注损伤
– 既有心肌坏死，也存在心肌细胞凋亡
• 心力衰竭
– 阻断诱导信号或信号转导通路，可以减少心肌 细胞数量的减少，维持和改善心功能
细胞凋亡疾病讲座
45
细胞凋亡不足与过度并存
• 动脉粥样硬化 （AS）
– 平滑肌细胞凋亡不足，内皮细胞凋亡过度
Caspase的激活方式
32-53KDa
Procaspase-8 N Asp
Asp
C
Prodomain P20
P10
cleavage
P20 /P10 heterodimer
caspase-8 Active site
（P20 /P10）2
Caspase8 的剪切活化方式
细胞凋亡疾病凋亡过度
• 老年性痴呆、心肌的缺血再灌注损伤、艾滋病
– 凋亡不足+凋亡过度
• 动脉粥样硬化
细胞凋亡疾病讲座
13
4.凋亡的调控信号
细胞凋亡疾病讲座
14
细胞因子
理化因素
微生物学 因素
免疫性 因素
激素和生长因子 失平衡
细胞凋亡疾病讲座
15
5.凋亡的分期
执行期
消亡期
诱导期
巨
凋
受
亡
诱 导 因 素
体 或 直 接 作
• 线粒体途径 (内凋亡通路)
细胞凋亡疾病讲座
30
线粒体通透性转换孔
（mitochondrial permeability transition pore, mPTP ）
mPTP: 正常情况下→绝大多数呈关闭状态
细胞凋亡疾病讲座
44
• 心肌缺血与缺血-再灌注损伤
– 既有心肌坏死，也存在心肌细胞凋亡
• 心力衰竭
– 阻断诱导信号或信号转导通路，可以减少心肌 细胞数量的减少，维持和改善心功能
细胞凋亡疾病讲座
45
细胞凋亡不足与过度并存
• 动脉粥样硬化 （AS）
– 平滑肌细胞凋亡不足，内皮细胞凋亡过度
Caspase的激活方式
32-53KDa
Procaspase-8 N Asp
Asp
C
Prodomain P20
P10
cleavage
P20 /P10 heterodimer
caspase-8 Active site
（P20 /P10）2
Caspase8 的剪切活化方式
细胞凋亡疾病凋亡过度
• 老年性痴呆、心肌的缺血再灌注损伤、艾滋病
– 凋亡不足+凋亡过度
• 动脉粥样硬化
细胞凋亡疾病讲座
13
4.凋亡的调控信号
细胞凋亡疾病讲座
14
细胞因子
理化因素
微生物学 因素
免疫性 因素
激素和生长因子 失平衡
细胞凋亡疾病讲座
15
5.凋亡的分期
执行期
消亡期
诱导期
巨
凋
受
亡
诱 导 因 素
体 或 直 接 作
• 线粒体途径 (内凋亡通路)
细胞凋亡疾病讲座
30
线粒体通透性转换孔
（mitochondrial permeability transition pore, mPTP ）
mPTP: 正常情况下→绝大多数呈关闭状态
细胞凋亡实验PPT课件
（一）形态学改变
初期：
中期：
细胞变圆 微绒毛消失 胞质浓缩 空泡化
核染色质高度浓缩 凝集在核周边,边集 细胞体积缩小
胞膜内陷 出芽
浓缩核裂解 膜自行分割
凋亡小体
后期：
邻近的上皮细胞、MΦ、
瘤细胞.等吞噬凋亡小体
5
Normal Cell
Apoptotic cell
.
6
（二）、生化改变
１、DNA片段化－主要特征 2、内源性核酸内切酶（Ｄnase)激活 3、凋亡蛋白酶（Caspases）激活
.
25
.
26
谢谢！
.
27
A
B
.
16
（二）Annexinⅴ/PI双染色
• 原理：磷脂酰丝氨酸（PS）主要存在于细胞膜内侧，细胞凋 亡时，它移向细胞外侧。可能是PS膜内外转位酶的早期激活 有关。Annexinⅴ是一种Ca2＋依赖磷脂结合蛋白，对PS有高度 亲和性。
• PS外翻不是凋亡细胞所特有，坏死细胞也可发生。 • 两种细胞的区别在于早期凋亡细胞细胞膜是完整的，而坏死
• Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其 中caspase-3为关键的执行分子，它在凋亡信号传导的许多途径 中发挥功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞浆中， 在凋亡的早期阶段，它被激活，活化的Caspase-3由两个大亚基 (17KD)和两个小亚基(12KD)组成，裂解相应的胞浆胞核底物，最 终导致细胞凋亡。但在细胞凋亡的晚期和死亡细胞，caspase-3 的活性明显下降。
.
20
• 亲脂性阳离子荧光探针JC-1以单体形式存在，可发出绿色荧光 （527 nm），若以多聚体形式存在，可发出红色荧光（590 nm）.
初期：
中期：
细胞变圆 微绒毛消失 胞质浓缩 空泡化
核染色质高度浓缩 凝集在核周边,边集 细胞体积缩小
胞膜内陷 出芽
浓缩核裂解 膜自行分割
凋亡小体
后期：
邻近的上皮细胞、MΦ、
瘤细胞.等吞噬凋亡小体
5
Normal Cell
Apoptotic cell
.
6
（二）、生化改变
１、DNA片段化－主要特征 2、内源性核酸内切酶（Ｄnase)激活 3、凋亡蛋白酶（Caspases）激活
.
25
.
26
谢谢！
.
27
A
B
.
16
（二）Annexinⅴ/PI双染色
• 原理：磷脂酰丝氨酸（PS）主要存在于细胞膜内侧，细胞凋 亡时，它移向细胞外侧。可能是PS膜内外转位酶的早期激活 有关。Annexinⅴ是一种Ca2＋依赖磷脂结合蛋白，对PS有高度 亲和性。
• PS外翻不是凋亡细胞所特有，坏死细胞也可发生。 • 两种细胞的区别在于早期凋亡细胞细胞膜是完整的，而坏死
• Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其 中caspase-3为关键的执行分子，它在凋亡信号传导的许多途径 中发挥功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞浆中， 在凋亡的早期阶段，它被激活，活化的Caspase-3由两个大亚基 (17KD)和两个小亚基(12KD)组成，裂解相应的胞浆胞核底物，最 终导致细胞凋亡。但在细胞凋亡的晚期和死亡细胞，caspase-3 的活性明显下降。
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• 亲脂性阳离子荧光探针JC-1以单体形式存在，可发出绿色荧光 （527 nm），若以多聚体形式存在，可发出红色荧光（590 nm）.
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死亡受体：Fas 、FasL是Fas的配体 DD (death domain)死亡结构域 caspase-8 凋亡蛋白酶8，又称半胱天冬酶 DED （ Death effector domain）死亡效应区 FADD（Fas-associated death domain）死亡
结构域结合蛋白 DISC（death-inducing signaling complex）
途径是一条主要的细胞凋亡调控途径。 （1）细胞表面的死亡受体在细胞凋亡过程中发
挥重要作用,它们通过结合特定的死亡配体而诱导 细胞凋亡。这些死亡受体在与配体结合后的几秒 钟之内,可激活效应分子天冬蛋白酶( caspase),并 在几小时之内诱导凋亡发生。
（2）死亡受体家族的发现与肿瘤的治疗密切相关， 人们注意到某些肿瘤患者在受到细菌急性感染时肿瘤 会自然消退。人们从细菌中分离到一种使肿瘤消退的 毒素，即细菌内毒素( endotoxin) 。用这种内毒素处 理过的小鼠血液含有诱导肿瘤坏死的因子，不久揭开 了对TNF 受体膜蛋白超家族的研究。死亡受体均属于 肿瘤坏死因子受体( TNFＲ) 超家族的成员。
Figure 2: Graphic illustration showing the organization of mammalian initiator proteases (procaspases)having either CARD (e. g. caspase-2 and 3) or two DEDs (e. g. caspase8) associated with long prodomain. The proteolytic cleavage (shown by arrow) takes place at specific sites during the production of the active enzyme. The active site of a caspase is determined by the four loops (L14).Monomer form of caspases are generally formed by two subunits, i. e., a large (~17-21 kDa) and a small (~10-13k Da) subunit.
合， ,每一个FasL三聚体分子可结合3个Fas分子。因为死亡结构 域有与另一个死亡结构域结合的倾向, 所以Fas的受体死亡结构 域相互聚集。
（2）FADD ( Fas-asso ciated death domain）是死亡结构域 结合蛋白;通过自身的死亡结构域与聚集的受体死亡结构域结合。 FADD 还携带一个死亡效应区DED( death effector domain) ， 通过同源相互反应可以募集到含无活性procaspase － 8 蛋白的 DED，形成的蛋白复合物叫做DISC（death-inducing signaling complex)。 Procaspase － 8 被水解切割成有活性 的caspase － 8,然后激活其下游效应蛋白酶使细胞走向凋亡。
（3）死亡受体家族成员特点 其共同特点是具有富含Cys的胞外结构域和胞内
死亡结构域DD(dea th domain)。DD 使死亡信 号得以进一步传递启动凋亡，为本途径的始动效 应区。 （4）几种典型的死亡受体 Fas 、 T NFR1、T NFR2、DR3、DR4 和DR5等。
1、Fas和FasL
activation. The active dimeric caspase has two activesites whose conformation is conserved in all knoase － 8 激活caspase － 3 有两种途径: 一是，caspase－ 8 切割BID，使它的－ COOH 端
2、Fas/FasL受体途径的作用 ①细胞免疫反应结束时，除去活化的T细胞。 ②细胞毒T淋巴细胞和天然杀伤细胞杀死靶细胞 ③在一些免疫豁免器官(如眼睛)中杀死炎症细胞。
3、Fas/FasL 介导细胞凋亡的调控途径 （1）Fas / FasL 诱导细胞凋亡是Fas 受体与FasL 三聚体结
（1）Fas和FasL 是细胞表面转膜蛋白，由胞浆的C 末端区、跨膜区、胞膜外的N 末端区三部分组成。 Fas胞内区含有死亡结构域DD，在传递凋亡信号中发 挥关键性作用。
（2） FasL 是Fas 的配体，膜结合型的FasL( mFasL) 可被金属蛋白酶介导的蛋白水解作用产生可溶性的 FasL ( sFasL) ，而三聚化的sFasL 才具有功能。
死亡诱导信号复合体
一、细胞凋亡（Apoptosis） Apo- 离开 Ptosis 落下 PCD ( programmed cell death ) 细胞凋亡在多细胞生物的个体发育和机体内稳态平
衡的维持中起着重要作用。凋亡规律一旦失常,机体 将出现病理现象。
二、死亡受体 细胞凋亡的死亡受体( death recepto r , DR)
Figure 3: Diagrammatic view of initiator procaspase-8 activation. The zymogens of initiator procaspase
exist as suppressed monomers. The prodomain of caspase-8 consists of two DED. The largeand small subunits are shown by ‘L’ and ‘S’ respectively. The dimerization of monomeric units of caspaseresults into active dimeric caspase due to their proteolytic
结构域结合蛋白 DISC（death-inducing signaling complex）
途径是一条主要的细胞凋亡调控途径。 （1）细胞表面的死亡受体在细胞凋亡过程中发
挥重要作用,它们通过结合特定的死亡配体而诱导 细胞凋亡。这些死亡受体在与配体结合后的几秒 钟之内,可激活效应分子天冬蛋白酶( caspase),并 在几小时之内诱导凋亡发生。
（2）死亡受体家族的发现与肿瘤的治疗密切相关， 人们注意到某些肿瘤患者在受到细菌急性感染时肿瘤 会自然消退。人们从细菌中分离到一种使肿瘤消退的 毒素，即细菌内毒素( endotoxin) 。用这种内毒素处 理过的小鼠血液含有诱导肿瘤坏死的因子，不久揭开 了对TNF 受体膜蛋白超家族的研究。死亡受体均属于 肿瘤坏死因子受体( TNFＲ) 超家族的成员。
Figure 2: Graphic illustration showing the organization of mammalian initiator proteases (procaspases)having either CARD (e. g. caspase-2 and 3) or two DEDs (e. g. caspase8) associated with long prodomain. The proteolytic cleavage (shown by arrow) takes place at specific sites during the production of the active enzyme. The active site of a caspase is determined by the four loops (L14).Monomer form of caspases are generally formed by two subunits, i. e., a large (~17-21 kDa) and a small (~10-13k Da) subunit.
合， ,每一个FasL三聚体分子可结合3个Fas分子。因为死亡结构 域有与另一个死亡结构域结合的倾向, 所以Fas的受体死亡结构 域相互聚集。
（2）FADD ( Fas-asso ciated death domain）是死亡结构域 结合蛋白;通过自身的死亡结构域与聚集的受体死亡结构域结合。 FADD 还携带一个死亡效应区DED( death effector domain) ， 通过同源相互反应可以募集到含无活性procaspase － 8 蛋白的 DED，形成的蛋白复合物叫做DISC（death-inducing signaling complex)。 Procaspase － 8 被水解切割成有活性 的caspase － 8,然后激活其下游效应蛋白酶使细胞走向凋亡。
（3）死亡受体家族成员特点 其共同特点是具有富含Cys的胞外结构域和胞内
死亡结构域DD(dea th domain)。DD 使死亡信 号得以进一步传递启动凋亡，为本途径的始动效 应区。 （4）几种典型的死亡受体 Fas 、 T NFR1、T NFR2、DR3、DR4 和DR5等。
1、Fas和FasL
activation. The active dimeric caspase has two activesites whose conformation is conserved in all knoase － 8 激活caspase － 3 有两种途径: 一是，caspase－ 8 切割BID，使它的－ COOH 端
2、Fas/FasL受体途径的作用 ①细胞免疫反应结束时，除去活化的T细胞。 ②细胞毒T淋巴细胞和天然杀伤细胞杀死靶细胞 ③在一些免疫豁免器官(如眼睛)中杀死炎症细胞。
3、Fas/FasL 介导细胞凋亡的调控途径 （1）Fas / FasL 诱导细胞凋亡是Fas 受体与FasL 三聚体结
（1）Fas和FasL 是细胞表面转膜蛋白，由胞浆的C 末端区、跨膜区、胞膜外的N 末端区三部分组成。 Fas胞内区含有死亡结构域DD，在传递凋亡信号中发 挥关键性作用。
（2） FasL 是Fas 的配体，膜结合型的FasL( mFasL) 可被金属蛋白酶介导的蛋白水解作用产生可溶性的 FasL ( sFasL) ，而三聚化的sFasL 才具有功能。
死亡诱导信号复合体
一、细胞凋亡（Apoptosis） Apo- 离开 Ptosis 落下 PCD ( programmed cell death ) 细胞凋亡在多细胞生物的个体发育和机体内稳态平
衡的维持中起着重要作用。凋亡规律一旦失常,机体 将出现病理现象。
二、死亡受体 细胞凋亡的死亡受体( death recepto r , DR)
Figure 3: Diagrammatic view of initiator procaspase-8 activation. The zymogens of initiator procaspase
exist as suppressed monomers. The prodomain of caspase-8 consists of two DED. The largeand small subunits are shown by ‘L’ and ‘S’ respectively. The dimerization of monomeric units of caspaseresults into active dimeric caspase due to their proteolytic